Blick in das Becken des Forschungsreaktors, der mit niedrig angereichertem Uran betrieben wurde. Mit dem blauen Leuchten ist es nun für immer vorbei.
Foto: B. Ludewig/HZB

Berlin-WannseeNoch leuchtet das Wasser im Reaktorbecken blau. Es ist eine – ungefährliche – Folge der Kernspaltung, die im Reaktorkern einige Meter unterhalb der Wasseroberfläche abläuft. Zugleich ist es ein faszinierender Anblick, der sich Besuchern des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) für Materialien und Energie durch die Glasscheiben der Leitwarte bietet.

Von dort haben die Techniker alle Prozesse im Blick, die mit dem Betrieb des Reaktors BER II zusammenhängen: In 31 Brennstäben, zusammen ein Würfel von nicht einmal einem Meter Kantenlänge, wird schwach angereichertes Uran 235 gespalten. Das setzt unter anderem Neutronen frei, die weitere Kerne spalten. Die Kettenreaktion wird vom umgebenden Wasser kontrolliert. Es bremst die Neutronen ab und erwärmt sich dabei auf etwa 40 Grad Celsius. Kein Vergleich also mit Atomkraftwerken, die zur Energieerzeugung heißen Dampf produzieren.

Die Messplätze waren begehrt

So lief es in dem Reaktor in Wannsee seit Jahrzehnten. Am heutigen Mittwoch jedoch wird die Kernspaltung dort endgültig gestoppt. Das Betriebsende ist seit fünf Jahren geplant. Damit geht in Berlin eine erfolgreiche Forschungsära zuende. Was bleibt, ist eine neue Herausforderung – für wenistens zehn Jahre: Stilllegung und Rückbau einer kerntechnischen Anlage.

Der Reaktor BER II lieferte seit 1972  Neutronen für die Forschung. Sie sind – neben den negativ geladenen Elektronen und den positiv geladenen Protonen – die Kitt-Teilchen des Atomkerns. Und unter Physikern sehr begehrt. Denn Neutronen können zur Erforschung der Struktur und Eigenschaften von Materie genutzt werden. Dazu werden sie auf Proben geschossen und anschließend in ihrer räumlichen Verteilung oder Geschwindigkeit analysiert.

Die Neutronen werden über spezielle Spiegel aus dem Reaktor herausgeleitet und über Rohre in die Experimentierhallen geführt. Bis zur Stilllegung wurde dort eifrig gemessen – dieses Jahr kamen nochmal 600 Teams aus aller Welt. Sie buchten einen Messplatz nach ihren Bedürfnissen: mit besonderer Kühlung oder Heizung, mit Magnetfeld oder speziellem Detektor. Ihre Proben brachten sie mit.

Foto: HZB/Bernhard Ludewig
Experimentierhalle

Der Forschungsreaktor BER II  lieferte Neutronenstrahlung. Sie wurden über Spiegel in die Experimentierhalle geleitet. Neutronen sind ungeladene Teilchen, mit denen sich Material untersuchen lässt. Man kann sie wie einen Lichtstrahl bündeln. 

An den Wänden zwischen den Experimenten hängen Poster mit einer Vielzahl von Forschungshighlights der letzten Jahre: Mittels Neutronen-Tomografie etwa kann Wasserstoff aufgespürt werden. Es lässt sich der Wasserstofffluss einer Brennstoffzelle untersuchen, während sie im Betrieb ist. Auch verborgene Farbschichten in historischen Gemälden haben Wissenschaftler bereits sichtbar gemacht oder Lupinenwurzeln bei der Wasseraufnahme beobachtet. Und in einem versteinerten Dinosaurierschädel aus dem Naturkundemuseum wurden Nasennebenhöhlen gefunden, was den Forschern signalisierte: Der Saurier war ein Warmblüter.

46 Jahre war der Reaktor in Betrieb. Durch diverse Maßnahmen – am Reaktor selbst, sowie an den Einbauten und der Strahlführung – wurde seither die Strahlqualität immer weiter erhöht und den wachsenden Bedürfnissen der Forschergemeinde angepasst.

Das Niveau von Wissenschaft und Technik hochzuhalten, wird in einer immer älter werdenden Anlage immer aufwendiger.

Ina Helms, Sprecherin des HZB

Doch nun ist Schluss. Seit 2013 steht fest, dass der BER II im Jahr   2019 abgeschaltet wird. Immer wieder hatte es, nicht zuletzt seit Fukushima, Proteste der benachbarten Bevölkerung gegeben und Ängste um die Sicherheit. Weniger aufgrund des laufenden Betriebs, sondern weil man den Reaktor als potenzielles Ziel eines Anschlags sah, etwa mit einem gezielten Flugzeugabsturz.

Dem begegneten die Verantwortlichen mit Informationskampagnen und möglichst großer Transparenz. Hauptgrund für den Beschluss zur Abschaltung waren allerdings die hohen Kosten, die mit dem Betrieb verbunden sind, wie HZB-Sprecherin Ina Helms erläutert: „Das Niveau von Wissenschaft und Technik hochzuhalten, wird in einer immer älter werdenden Anlage immer aufwendiger.“ Künftig wird man sich am HZB auf die Weiterentwicklung des Elektronenspeicherrings Bessy II und die Forschung mit seinem speziellen Synchrotronlicht sowie auf die Erforschung von Energiematerialien etwa für Solar- oder Brennstoffzellen und Batterien fokussieren.

Unterdessen plant Reaktorleiter Stephan Welzel mit seinem Team die Stilllegung der Anlage und ihren Rückbau – und das ist eine langwierige Angelegenheit. Der Grundantrag wurde 2017 gestellt. Weil Teile radioaktiv belastet sind, müssen besondere Genehmigungen beantragt, Sicherheitsvorkehrungen getroffen und spezielle technische Verfahren eingesetzt werden. Der hoch radioaktive Abfall, also die Brennelemente, gehen ins Zwischenlager Ahaus. Schwach- und mittelradioaktiver Abfall, etwa aktivierter Beton, wird im Schacht Konrad bei Salzgitter endgelagert. 

Alle diese Vorbereitungen werden von einer Begleitgruppe begleitet, in der sich seit knapp zwei Jahren 15 bis 20 Bürgerinnen und Bürger einmal pro Monat treffen. Alle zwei Monate sind auch Experten des HZB dabei. Man berät über Bedenken, Verfahrensschritte und vertrauliche Dokumente, wobei auch Sorgen der Bevölkerung aufgegriffen werden. Für die Umweltverträglichkeitsprüfung muss zum Beispiel festgelegt werden, was geprüft werden soll: Wasser, Boden, Luft, sowie Lärmbelästigung, Verkehrszuwachs und Gefährdung von Tieren durch den Abtransport von Anlagen oder Abfall.

Dekontaminieren, sortieren, abtransportieren

Bis die Genehmigung erteilt ist und die Rückbauarbeiten beginnen können, werden noch einige Jahre vergehen. Welzel rechnet nicht vor 2023 damit. Dann wird es wohl Raum für Raum gehen. Zunächst sollen die Einbauten der äußeren Hallen demontiert werden, danach die in unmittelbarer Nähe zum Reaktor. Und schließlich der Reaktor selbst.

Jedes abgebaute Teil muss vermessen und strahlentechnisch bewertet werden. Gegebenenfalls ist eine Dekontamination hilfreich: Hierfür reicht es manchmal, die Oberfläche abzuwischen, ansonsten kann sie abgeschliffen oder in unterschiedlich belastete Fraktionen zerlegt werden. Für solche Arbeiten werden Spezialisten engagiert. Bevor ein Teil das Gelände verlässt, muss es gemessen und – je nach Grenzwert für die Weiternutzung oder Lagerung – in den entsprechenden Stoffstrom einsortiert werden.

Der aufwendigste Teil wird schließlich die Demontage des Reaktorbeckens. Die Brennelemente werden nach etwa drei Jahren Abklingzeit per Castor-Behälter ins nordrhein-westfälische Ahaus transportiert. Die übrigen Einbauten wie Halterungen, Rohre, Stangen und die Neutronen-Spiegel werden mit Fernhantierung ausgebaut, zerlegt und in Kisten verpackt – unter Wasser, das so weiterhin Strahlung abschirmt.

Reaktor BER II: Stilllegung dauert Jahre

Ganz zum Schluss soll die bis zu zwei Meter dicke Betonwanne von oben abgetragen werden. Auch hierbei gilt es, die besonders kontaminierten Teile möglichst genau zu identifizieren, um die Abfallmengen für Konrad so gering wie möglich zu halten. Für all diese Rückbauarbeiten wird in den kommenden mindestens zehn Jahren auch weiterhin die Kompetenz des Teams gebraucht, das bislang für den sicheren Betrieb der Anlagen verantwortlich war.

Und wie wird die Forschung fortgesetzt? „Seit 2014 schließen wir Kooperationsverträge, so dass möglichst viele Experimente an anderen Neutronen-Quellen weitergenutzt werden können“, berichtet HZB-Sprecherin Ina Helms. Die Wissenschaftler konnten sich durch die frühe Bekanntgabe der Abschaltpläne auf Neues einstellen. Sie werden ihre Experimente nun an anderen Neutronenquellen fortführen – künftig zum Beispiel im schwedischen Lund, wo zurzeit die große neue Europäische Spallationsquelle ESS entsteht. Manche haben sich auch anderen Untersuchungsmethoden gewidmet.

Bei einigen Wissenschaftlern, die die Neutronenquelle bis zuletzt nutzten, kam dieser Tage Wehmut auf. „Bei mir nicht“, sagt Welzel. „Der Rückbau gehört genauso zu meiner Mission wie der sichere Betrieb und die regelmäßige Wartung.“ Dafür wurde der Reaktor bereits in den vergangenen Jahren regelmäßig für eine Woche heruntergefahren. Diesen Mittwoch um 14 Uhr wird die Kernspaltung in Wannsee ein letztes Mal gestoppt. Und das blaue Leuchten im Reaktorbecken für immer erlöschen.